Лазер
план-конспект урока по физике (11 класс) на тему

№

п/п

Содержание урока

Время

ОМУ

1.

Вводная часть:

1. Постановка задач и цели на урок.
2. Проверка домашнего задания: а).Задачи №4,5 – параграф 79;

б).Вопросы к параграфу.

6 мин

Задачи решить письменно до начала урока.

Опрос устный.

2.

Основная часть:

Тема занятия «Лазер»

Обобщающая часть: 1).  - Что такое квантовая физика?

2). – Какие научно-технические направления?

3). Этапы зарождения квантовой физики:

а). Тепловое излучение-«Ультрафиолетовая катастрофа»-1900 (Гипотеза Планка)

б). Фотоэффект- в 1887 году открыли, объяснение Эйнштейном в 1905 году  по закону сохранения энергии.

в). Корпускулярно- волновой дуализм- с 1909 по1923 (де Бройль).

г). Строение атома- опыты Резерфорда, 1910-1914гг.

д). Теория атома водорода –постулаты Бора, 1913 год.

е). «Год чудес», 1932 год.

4). Лазер:

а). Поглощение, спонтанное и вынужденные излучения. (на мультимедийном проекторе, Открытая физика- квантовая механика- лазер).

б). Первые создатели  квантовых генераторов- наши соотечественники (Н.Г.Басов, А.М.Прохоров- лауреаты Нобелевской премий, биографии и портреты- интернет).

в). Устройство и принцип работы лазера:

Принципиальная схема лазера проста: см. рисунок 1 (1 — активный элемент, 2 — устройство накачки активного элемента, 3 — зеркала, образующие резонатор; одно из них частично прозрачно — через него выходит лазерное излучение).

«Сердце» лазера — это его активный элемент. Он отдаленно напоминает кекс с изюмом. «Изюминками», или активными центрами, являются ионы (атомы, молекулы), обладающие следующим свойством: оказавшись на одном из своих возбужденных энергетических уровней, они могут относительно долго оставаться там, не торопясь спонтанно соскочить на нижние уровни. Поэтому можно накопить достаточно много активных центров на таком уровне — так, что их станет там значительно больше, чем на нижних уровнях. В результате будет создана инверсная заселенность уровней, что, как мы знаем, необходимо для преобладания вынужденного испускания света над поглощением.

Для примера рассмотрим конкретный активный элемент — гранат с неодимом. Гранат (точнее, иттриево-алюминиевый гранат) представляет собой прозрачный кристалл; активные центры — ионы неодима, они вводятся в кристалл в процессе изготовления активного элемента. На рисунке 2 показана упрощенно система уровней иона неодима в гранате. Поглощая излучение специальной лампы-осветителя, ионы неодима возбуждаются: переходят на уровни 3. Затем они очень скоро соскакивают с этих уровней и накапливаются на уровне 2, отдавая избыток энергии на нагревание кристалла. Активный элемент будет готов к работе тогда, когда науровне 2 накопится значительно больше ионов неодима, чем их имеется на уровне /. Теперь достаточно «сигнала», роль которого сыграет фотон с энергией, равной разности энергий уровней 2 и /, чтобы произошел дружный переход ионов неодима с уровня 2 на уровень /. В результате возникнет лавина фотонов, которая и будет представлять собой лазерное излучение.

рис 1

рис2

д). Применение лазеров: Выступления учащихся.

36 мин

Использовать наглядные пособия, ИКТ

3.

Заключительная часть:

а). Итоги урока.

б). Д\з: Параграф 80, вопросы.

3 мин